几年以前,我被派去厦门上门去分析一个用户的手机卡顿问题,该用户的手机经常莫名无响应,刷机,恢复出厂都没有用,经过一通分析,原来该用户从熟人店里买到了一张盗版的SD卡(这年头坑的就是朋友),该SD卡读写速度很慢,顺序读写只有20MB/s。那为什么SD卡的读写性能对手机性能影响那么大?当时我的知识水平,只能从对比测试中发现这个问题,然后更换SD卡解决了这个问题,但是无法从原理上解释这种现象。经过那么多年的学习积累,我现在终于可以解释这个问题。
这一期我们来看一下有哪些办法可以减少linux下的文件碎片。主要是针对磁盘长期满负荷运转的使用场景(例如http代理服务器);另外有一个小技巧,针对互联网图片服务器,可以将io性能提升数倍。如果为服务器订制一个专用文件系统,可以完全解决文件碎片的问题,将磁盘io的性能发挥至极限。对于我们的代理服务器,相当于把io性能提升到3-5倍。 在现有文件系统下进行优化linux内核和各个文件系统采用了几个优化方案来提升磁盘访问速度。但这些优化方案需要在我们的服务器设计中进行配合才能得到充分发挥。 文件系统缓存lin
在计算机出现之前其实就有文件系统的概念了,此时的文件系统指的是用于管理(存储和检索)纸质文件的系统,而在计算机发明之后,文件系统逐渐指的是管理存储介质的系统,它通过简单的接口给用户,方便用户使用存储设备。
由盘片,磁头组成,数据存在盘片的环形磁道上,读写时,磁头移动,定位到数据的磁道,进行数据读写
合成测试程序根据统计的真实负载发生规律,如请求的读写比例,大小,频率和分布等信息。建立响应的io存取模型。在测试时产生符合存取模型的io请求序列。发送给存储系统。这类程序包括 IOMeter,IOZone 和 Bonnie++。
概述 什么是性能? 性能最通俗的衡量指标就是“时间”,CPU的使用率指的是CPU用于计算的时间占比,磁盘使用率指的是磁盘操作的时间占比,当CPU使用率100%时,意味着有部分请求来不及计算,响应时间
导言:运维工作中除了要维持平台的稳定运行以外,还得对服务器的性能进行优化,让服务器发挥出良好的工作性能是稳定运行的基础。腾讯互娱DBA团队的汪伟(simon)在这一领域里整理出了一套性能优化的资料为大家在性能优化提供充足的方向。
如果你觉得这些问题都很简单,都能很明确的回答上来。那么很遗憾这篇文章不是为你准备的,你可以关掉网页去做其他更有意义的事情了。如果你觉得无法明确的回答这些问题,那么就耐心地读完这篇文章,相信不会浪费你的时间。受限于个人时间和文章篇幅,部分议题如果我不能给出更好的解释或者已有专业和严谨的资料,就只会给出相关的参考文献的链接,请读者自行参阅。
在日常开发中一些看似司空见惯的问题上,我觉得可能大多数人其实并没有真正理解,或者理解的不够透彻。不信我们来看以下一段简单的读取文件的代码:
接着上篇文章VFS- 内核是如何抽象文件系统的阐述了VFS以后,这篇文章主要想讲述一下在内核当中如何创建一个文件系统.其实根据上一篇博客来说,我们的文件系统主要能够满足VFS的抽象,就可以在内核中构建一个自己的文件系统.一个文件系统满足的功能其实就是针对文件的增删改查,目录的管理,还有链接等等,这是从用户的角度来看,而文件系统本身也要有自己的状态信息,维护在超级块里,可以被挂载,然后向下要提交IO请求(一般是磁盘也可以是网络,甚至是内存).这里的实现我们选择在内存当中实现一个文件系统.
在 Linux 系统中,传统的访问方式是通过 write() 和 read() 两个系统调用实现的,通过 read() 函数读取文件到到缓存区中,然后通过 write() 方法把缓存中的数据输出到网络端口。
结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢?上面的图有点复杂,我画一幅简图,把这些机制所在的位置添加进去:
什么是VFS? Linux内核使用工厂的设计模式抽象出实际文件系统统一接口,这个就是虚拟文件系统(VFS),根据应用程序调用虚拟文件系统接口,根据不同的文件系统类型(xfs/zfs/ext4)来调用实
基本介绍 linux内核在读写数据时候,可能会发生短暂的停顿等待磁盘数据 ,本质原因是进程发起read/write系统调用时候,由用户态切换到内核态,进程会经历磁盘数据达到后而引起的中断和从中断点继续执行的两个步骤。进程进入中断后,内核把磁盘数据的读写请求是交给了磁盘,磁盘硬件完成读写操作后发起硬中断唤醒被IO 中断的进程,继续执行后续的操作。 read/write系统调用需要三个参数,第一个是文件描述符fd,第二个是内存缓冲区buf,第三个是读写的字节数。read/write系统调用由用户态进程发起,然后
前言: 随着Linux的版本升高,存储栈的复杂度也随着增加。作者在这里简单介绍目前Linux存储栈。 分析: 1,storage stack 在用户态,可以看到的磁盘主要有几种类型: a,/dev/
近日,由 TiDB 社区主办,专属于全球开发者与技术爱好者的顶级挑战赛事——TiDB Hackathon 2020 比赛圆满落幕。今年是 TiDB Hackathon 第四次举办,参赛队伍规模创历届之最,共有 45 支来自全球各地的队伍报名,首次实现全球联动。经过 2 天时间的极限挑战, 大赛涌现出不少令人激动的项目。
文件系统—一种把数据组织成文件和目录的存储方式,提供了基于文件的存取接口,并通过文件权限控制访问。
在专栏之前的几篇文章中,我们总结了缓冲池,缓存页,redo log,undo log,以及数据页和数据行在底层是如何进行存储的,后续介绍了表空间,段,区等概念。这一节比较特殊,讲述的是和Linux有关的交互原理,因为多数的mysql都是部署在linux的服务器上面,本节会简单介绍一下linux是如何处理mysql的请求的,以及linux系统会带来哪些问题
本文转载自https://0xffffff.org/2017/05/01/41-linux-io/
在计算机的世界里,我们可以将业务进行抽象简化为两种场景——计算密集型和IO密集型。这两种场景下的表现,决定这一个计算机系统的能力。数据库作为一个典型的基础软件,它的所有业务逻辑同样可以抽象为这两种场景的混合。因此,一个数据库系统性能的强悍与否,往往跟操作系统和硬件提供的计算能力、IO能力紧密相关。
在 Linux 系统之中有一个核心武器:epoll 池,在高并发的,高吞吐的 IO 系统中常常见到 epoll 的身影。
计算机的文件系统是一种存储和组织计算机数据的方法,它使得对其访问和查找变得容易,文件系统使用文件和树形目录的抽象逻辑概念代替了硬盘和光盘等物理设备使用数据块的概念,用户使用文件系统来保存数据不必关心数据实际保存在硬盘(或者光盘)的地址为多少的数据块上,只需要记住这个文件的所属目录和文件名。在写入新数据之前,用户不必关心硬盘上的那个块地址没有被使用,硬盘上的存储空间管理(分配和释放)功能由文件系统自动完成,用户只需要记住数据被写入到了哪个文件中。
我在知乎和公众号上都提到过,我 2012 在腾讯工作的时候写过一篇《Linux文件系统十问》。总有人问我这篇文章在哪里能看到,如今外网唯一的正版链接-腾讯学堂也挂了,网上能搜到的全是盗版。所以今天我干脆就正式给大家发一遍。
本文介绍了Linux内核中关于数据一致性的问题,以及为解决这些问题而采用的各种技术和方法。首先介绍了数据一致性问题在Linux内核中的重要性,然后介绍了Linux内核中现有的数据一致性技术和方法,包括O_DIRECT、O_SYNC、FUA、PDflush、barrier等。最后,总结了如何通过这些技术来提高文件系统的可靠性和性能。
Windows 开发环境: Windows 7 64bit 、Windows 10 64bit
文件系统的作用 📷 linux 内核中进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统是内核的四大核心模块。其中文件系统提供最基础的操作文件的能力。简单概要的说,内核中有vfs和实际文件系统(比如ext4),vfs是虚拟文件系统,是内核提供一种工厂设计模式的抽象层,对外提供标准的posix语义层;实际文件系统就是实现特定的文件功能的磁盘文件系统。具体如下图所描述 📷 文件系统的IO协议栈 应用程序如果以dio方式读写文件请求,首先经过内核的vfs,然后到实际的文件系统的对应的处理函数,接着请求进入那么设备映射,最后
Docker 作为一种容器虚拟化技术,应用了操作系统的多项底层支持技术。其中的技术层包含Linux操作系统的命名空间Namespace,控制组,联合文件系统,Linux网络虚拟化。
先讲一个作者大约5-6年前我在某当时很火的一个应用分发创业公司的面试小插曲,该公司安排了一个刚工作1年多的一个同学来面我,聊到我们项目中的配置文件里写的一个开关,这位同学就跳出来说,你这个读文件啦,每个用户请求来了还得多一次的磁盘IO,性能肯定差。借由这个故事其实我发现了一个问题,虽然我们中的大部分人都是计算机科班出身,代码也写的很遛。但是在一些看似司空见惯的问题上,我们中的绝大多数人并没有真正理解,或者理解的不够透彻。
1.缓冲 I/O,是指利用标准库缓存来加速文件的访问,而标准库内部再通过系统调度访问文件。
前面两篇文章我们总结了 Docker 背后使用的资源隔离技术 Linux namespace。 Docker 基础技术之 Linux namespace 详解 Docker 基础技术之 Linux namespace 源码分析 本篇将讨论另外一个技术——资源限额,这是由 Linux cgroups 来实现的。 cgroups 是 Linux 内核提供的一种机制,这种机制可以根据需求把一系列任务及子任务整合(或分隔)到按资源划分等级的不同组内,从而为系统资源管理提供一个统一的框架。(来自 《Docker
今天看到一篇文章,其中有几张图很有意思,进行记录一下,我相信如果你对IO子系统有初步了解的话,将会有一些收获:
Linux有Linux kernal,我们的客户端,进行连接,首先到达的是Linux kernal,在Linux的早期版本,只有read和write进行文件读写。我们使用一个线程/进程 进行调用read和write函数,那么将会返回一个文件描述符fd(file description)。我们开启线程/进程去调用read进行读取。因为socket在这个时期是blocking(阻塞的),遇到高并发,就会阻塞,也就是bio时期。
首先就是通过top命令查看,因为top命令最直接,且信息量够大,覆盖面够全,可以看到CPU的wa有点高
最近一个项目做了一个模拟u盘的设备,但是在read虚拟u盘的内容时必须每次都从磁盘内读取,而不是从系统的cache中读取,由于这个问题,就查资料看了下read的系统调用,以及文件系统的一些内容。由于文件系统涉及面较广,例如虚拟文件系统(VFS),页缓存,块缓存,数据同步等内容,不可能全部分析到位,这里只记录和read有关的两种使用方式。cached IO和direct IO。 1. 什么是系统调用 首先系统调用能做那些事呢?概括来说,大概有下面这些事需要系统调用来实现。 控制硬件:系统调用往往作为硬件资源和
介绍 Linux IO 的一些基本原理。 作者:arraywang,腾讯 CSIG 我们先看一张图: 这张图大体上描述了 Linux 系统上,应用程序对磁盘上的文件进行读写时,从上到下经历了哪些事情。 这篇文章就以这张图为基础,介绍 Linux 在 I/O 上做了哪些事情。 文件系统 什么是文件系统 文件系统,本身是对存储设备上的文件,进行组织管理的机制。组织方式不同,就会形成不同的文件系统。比如常见的 Ext4、XFS、ZFS 以及网络文件系统 NFS 等等。 但是不同类型的文件系统标准和接
我们在日常电脑操作中,接触和处理最多的,除了上网,大概就是各种各样的文件了,从本节开始,我们就来探讨文件处理,本节主要介绍文件有关的一些基本概念和常识,Java中处理文件的基本思路和类结构,以及接来下章节的安排思路。 基本概念和常识 二进制思维 为了透彻理解文件,我们首先要有一个二进制思维。所有文件,不论是可执行文件、图片文件、视频文件、Word文件、压缩文件、txt文件,都没什么可神秘的,它们都是以0和1的二进制形式保存的。我们所看到的图片、视频、文本,都是应用程序对这些二进制的解析结果。 作为程序员,我
在Linux系统中,我们经常用free命令来查看系统内存的使用状态。在一个RHEL6的系统上,free命令的显示内容大概是这样一个状态:
这本书是个人看过的讲操作系统底层里面讲的最通俗易懂的了,但是200多页的内容确实讲不了多深的内容,所以不要对这本书抱有过高期待,当一个入门书了解即可。
当我们要看系统IO情况时,一般最先想到的应该就是iostat命令的。iostat提供了丰富的参数给我们查询各种维度的io数据。学习iostat有助于我们排查IO相关问题时可以更快的定位到问题根源。
Docker 是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化。 容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口(类似 iPhone 的 app)。几乎没有性能开销,可以很容易地在机器和数据中心中运行。最重要的是,他们不依赖于任何语言、框架或包括系统。
Linux长时间使用会导致cache缓存占用过大,甚至拖累CPU的使用率,可以通过命令手动释放Linux内存,详细教程如下:
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